一种食用菌栽培室环境控制装置

1.本实用新型涉及食用菌培养技术领域，具体涉及一种食用菌栽培室环境控制装置。


背景技术：

2.近年来，随着食用菌产业的不断发展，在遗传育种、栽培技术、保鲜加工等领域的技术水平有了很大提高，但在食用菌栽培过程中，机械装备配套不全、管理系统不够智能化精细化等问题亟待解决。
3.普通的食用菌栽培室没有实现数字化采集和自动化调控，农艺师不能精确的了解各个食用菌栽培室的环境因子，需要人工手动开启制冷机组、加湿机组、新风机组和灯光，且不能远程对食用菌栽培室内的温度、湿度、光照、二氧化碳浓度等环境因子进行全面实时监测和精准调控。


技术实现要素：

4.根据现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种食用菌栽培室环境控制装置，能够对食用菌栽培室内的温度、湿度、光照、二氧化碳浓度等环境因子进行全面实时监测和精准调控，保证食用菌始终处于最适宜的生长环境中。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
6.一种食用菌栽培室环境控制装置，其特征在于：包括控制组件、新风机组、加湿机组、制冷加热机组、灯光组、告警提示器和摄像头，所述控制组件包括控制单元、手动控制模块、传感器控制模块、计时模块、远程控制模块和物联网网关，所述新风机组与所述控制单元通过第一中间继电器和第一接触器相连，所述加湿机组与所述控制单元通过第二中间继电器和第二接触器相连，所述灯光组与所述控制单元通过第三中间继电器和第三接触器相连，所述告警提示器与所述控制单元通过第五中间继电器相连，所述制冷加热机组包括制冷输入端和加热输入端，所述制冷输入端与所述控制单元通过第六中间继电器相连，所述加热输入端与所述控制单元通过第七中间继电器相连，所述摄像头通过路由器接入互联网，所述手动控制模块与所述控制单元相连，用于手动控制所述制冷加热机组、所述加湿机组、所述新风机组、所述灯光组和所述摄像头的工作状态，所述传感器控制模块包括环境传感器，所述环境传感器与所述控制单元相连，用于实时采集栽培室的温度、湿度、二氧化碳浓度和光照强度，所述控制单元内设置计时模块，所述控制单元、所述手动控制模块和所述物联网网关通过交换机相连，所述物联网网关通过路由器接入互联网，所述远程控制模块接入互联网。
7.进一步地，所述制冷加热机组采用bls-yzb5f。
8.进一步地，所述新风机组规格为3000m3/h。
9.进一步地，所述灯光组采用hcx-jh32w的led防水净化灯。
10.进一步地，所述环境传感器采用光照、二氧化碳、温度、湿度四合一传感器。
11.进一步地，所述摄像头采用ds-2sc3q140my-te。
12.进一步地，所述控制单元采用s7-200smart cpu20。
13.进一步地，所述物联网网关的型号为suk-box。
14.进一步地，所述手动控制模块采用触摸屏，所述触摸屏的型号为smart 700ie v3。
15.与现有技术相比，本实用新型具有以下优点和有益效果：
16.本实用新型所述的一种食用菌栽培室环境控制装置，可以根据用户要求，通过手动控制模块、传感器控制模块和远程控制模块确定食用菌不同生长阶段的各环境因子配方，自动调控制冷加热机组、加湿机组、新风机组、灯光设备，对食用菌栽培室内的温度、湿度、光照、二氧化碳浓度等环境因子进行全面实时监测和精准调控，并通过摄像头实时获取食用菌的生产状态，使食用菌处于最适宜的生长环境中，避免每天去修改控制系统控制参数。
附图说明
17.图1是本实用新型一种实施例电路图；
18.图2是本实用新型新风机组、加湿机组、制冷加热机组、灯光组、告警提示器、手动控制模块和物联网网关与控制单元的连接图；
19.图3是本实用新型一种实施例供电图；
20.图4是本实用新型的调控系统结构框图；
21.图5是本实用新型的控制装置结构框图；
22.图6是本实用新型一种实施例控制装置示意图；
23.图7是本实用新型一种实施例控制流程。
24.其中：1、第一中间继电器；2、第一接触器；3、第二中间继电器；4、第二接触器；5、第三中间继电器；6、第三接触器；7、第五中间继电器；8、第六中间继电器；9、第七中间继电器。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
26.一种食用菌栽培室环境控制装置，如图1-图5所示，包括控制组件、新风机组、加湿机组、制冷加热机组、灯光组、告警提示器和摄像头，控制组件包括控制单元、手动控制模块、传感器控制模块、计时模块、远程控制模块和物联网网关；
27.新风机组与控制单元通过第一中间继电器1和第一接触器2相连，通过新风机组用于调控食用菌栽培室内的二氧化碳浓度；
28.加湿机组与控制单元通过第二中间继电器3和第二接触器4相连，加湿机组用于调控食用菌栽培室内的湿度；
29.灯光组与控制单元通过第三中间继电器5和第三接触器6相连，用于抑制或促进食用菌生理生长状态；
30.告警提示器与控制单元通过第五中间继电器7相连，告警提示器可以为声光报警器；
31.制冷加热机组包括制冷输入端和加热输入端，制冷输入端与控制单元通过第六中
间继电器8相连，加热输入端与控制单元通过第七中间继电器9相连，制冷加热机组用于调控食用菌栽培室内温度；
32.摄像头通过路由器接入互联网，用于采集食用菌生长状态图像；
33.控制单元用于根据用户设定的食用菌不同生长阶段的各环境因子配方，自动调控制冷加热机组、加湿机组、新风机组和灯光组的工作状态，使食用菌栽培室的环境因子在食用菌最适宜的生长环境范围中。
34.手动控制模块与控制单元相连，用于手动控制制冷加热机组、加湿机组、新风机组、灯光组和摄像头的工作状态；
35.传感器控制模块包括环境传感器，环境传感器与控制单元相连，用于实时采集栽培室的温度信号、湿度信号、二氧化碳浓度和光照强度。
36.当环境传感器采集温度信号高于或低于限定值时，环境传感器发送信号给控制单元，控制单元控制制冷加热机组工作；当环境传感器采集湿度信号高于或低于限定值时，环境传感器发送信号给控制单元，控制单元控制加湿机组停止工作或开始工作；当环境传感器采集二氧化碳浓度高于或低于限定值时，环境传感器发送信号给控制单元，控制单元控制新风机组停止工作或开始工作；当环境传感器采集的光照强度高于或低于限定值时，环境传感器发送信号给控制单元，控制单元控制灯光组停止工作或开始工作。
37.控制单元内设置计时模块，用于设置新风机组、加湿机组、制冷加热机组和灯光组的工作时间；
38.控制单元、手动控制模块和物联网网关通过交换机相连，物联网网关通过路由器接入互联网，远程控制模块接入互联网。
39.远程控制模块可以是上位机，通过上位机接入互联网，获取制冷加热机组、加湿机组、新风机组、灯光组和摄像头反馈的信号，进而获取食用菌的生长状态，帮助远程控制制冷加热机组、加湿机组、新风机组、灯光组和摄像头的工作。
40.具体地，制冷加热机组采用bls-yzb5f。
41.新风机组规格为3000m3/h。
42.灯光组包括多个灯具，灯光组采用hcx-jh32w的led防水净化灯。
43.环境传感器采用光照、二氧化碳、温度、湿度四合一传感器。
44.摄像头采用ds-2sc3q140my-te。
45.控制单元采用s7-200smart cpu20。
46.手动控制模块采用触摸屏，触摸屏的型号为smart 700ie v3。
47.物联网网关的型号为suk-box。
48.在本实用新型一个实施例中，控制单元、手动控制模块、物联网网关组成一个局域网，具体地，物联网网关的lan接口与控制单元相连，使得控制单元、手动控制模块和物联网网关的ip地址在同一网段内，物联网网关的wan接口通过路由器接入互联网。控制单元的ip地址设定为192.168.20.20，手动控制模块的ip地址设定为192.168.20.21，物联网网关lan的ip地址设定为192.168.20.22，物联网网关wan的ip地址设置为自动获取。摄像头通过路由器接入公共互联网。
49.对于新风机组、加湿机组、灯光组和制冷加热机组的控制，具体地，当s7-200smart cpu20输出0接通时，第一中间继电器11ka线圈通电，第一接触器21km线圈通电，新风机组1m
通电开始工作；当s7-200smart cpu20输出0断开时，第一中间继电器11ka线圈断电，第一接触器21km线圈断电，新风机组1m断电停止工作。
50.当s7-200smart cpu20输出1接通时，第二中间继电器32ka线圈通电，第二接触器42km线圈通电，加湿机组2m通电开始工作；当s7-200smart cpu20输出1断开时，第二中间继电器32ka线圈断电，第二接触器42km线圈断电，加湿机组2m断电停止工作。
51.当s7-200smart cpu20输出2接通时，第三中间继电器53ka线圈通电，第三接触器63km线圈通电，灯光3m通电开始工作；当s7-200smart cpu20输出2断开时，第三中间继电器53ka线圈断电，第三接触器63km线圈断电，灯光组3m断电停止工作。
52.当s7-200smart cpu20输出5接通且输出6断开时，第六中间继电器86ka线圈通电，第七中间继电器97ka线圈断电，zl1和zl2连接，此时制冷加热机组工作在制冷模式；当s7-200smart cpu20输出5断开且输出6接通时，第六中间继电器86ka线圈断电，第七中间继电器97ka线圈通电，jr1和jr2连接，此时制冷加热机组工作在加热模式；当s7-200smart cpu20输出5断开且输出6断开时，第六黄总监继电器6ka线圈断电，第六中间继电器87ka线圈断电，zl1和zl2断开，jr1和jr2断开，此时制冷加热机组工作在待机模式。
53.s7-200smart cpu20在rs485总线上通过modbus rtu协议读取温度、湿度、二氧化碳浓度、光照强度等环境数据。
54.制冷加热机组对温度控制的具体方法为：当温度设定值大于当前实时温度与温度偏差的和时，使制冷加热机组工作在制冷模式；当温度设定值小于实时温度且差值小于或等于5℃时，使制冷加热机组工作在待机模式；当温度设定值小于实时温度且差值大于5℃时，使制冷加热机组工作在加热模式。温室设定范围为5℃至40℃，温度偏差设定范围为0.5℃至5℃。
55.湿度控制可以有手动控制模式、时间控制模式、传感器控制模式三种模式由用户选择。手动模式是用户通过手动控制模块开启或关闭加湿机组；时间控制模式是用户通过远程控制模块设定运行时长和停机等待时长，使得加湿机组在运行状态和待机状态循环运转；传感器模式是用户设定食用菌栽培室湿度上限和下限值，当食用菌栽培室通过环境传感器实时检测到湿度低于下限值时，加湿机组开机运行；当食用菌栽培室实时湿度高于上限值时，加湿机组停止运行。
56.二氧化碳浓度控制可以有手动控制模式、时间控制模式、传感器控制模式三种模式由用户选择。手动控制模式是用户通过手动控制模块开启或关闭新风机组，时间控制模式是用户通过远程控制模块设定运行时长和停机等待时长，新风机组在运行状态和待机状态循环运转。传感器模式是用户设定食用菌栽培室二氧化碳浓度上限和下限值，当食用菌栽培室通过环境传感器实时检测到二氧化碳浓度低于下限值时，新风机组开机运行；当食用菌栽培室实时二氧化碳浓度高于上限值时，新风机组停止运行。
57.光照强度控制可以有手动控制模式、时间控制模式两种模式由用户选择。手动控制模式是用户通过手动控制模块开启或关闭灯光组，时间控制模式是用户通过远程控制模块设定运行时长和停机等待时长，灯光组在运行状态和待机状态循环运转。
58.如图6所示，本食用菌栽培室环境控制装置，控制单元、手动控制模块、传感器控制模块、物联网网关、交换机和路由器封装在控制箱中。
59.此外，如图7所示，食用菌栽培时控制装置还具有专家经验自动控制模式。用户可
以通过手动控制模块者程控制模块将专家经验预置在调控系统中，设置食用菌不同生长阶段的所需要的温度、湿度、二氧化碳浓度、光照强度等环境因子数值，调控系统根据栽培的天数，自动调控制冷加热机组、加湿机组、新风机组、灯光组，使食用菌处于最适宜的生长环境中。
60.具体地，第一步、用户设定栽培天数以及每一天的温度、湿度、二氧化碳浓度、光照强度控制参数；第二步、将食用菌入库；第三步，点击启用专家经验控制模式，系统自动按照设定的参数，执行各个环境因子的控制策略。
61.尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。